电流对AZ31B镁合金和S32750双相不锈钢破裂行为影响的研究
发布时间：2021-11-04 23:17
近年来,随着对电致塑性效应的研究越来越多,电辅助塑性成形成为一种比传统热成形能源利用率更高的新兴成形手段。许多研究通过在轧制、拉拔、拉深、镦粗和渐进成形等工艺中施加一定的电流,使金属获得了更高的成形性能。但有些学者发现,许多金属在电辅助单向拉伸过程中,延伸率反而出现了下降,如AZ31B镁合金和Ti6Al4V钛合金等。随着新能源汽车和航空航天等领域的快速发展,镁合金等轻型合金材料展现出其优势和广阔的应用前景。为了探究电流对轻型合金成形性能的影响,本文分别通过有限元模拟和实验的方法,研究了单向拉伸中电流对AZ31B镁合金和S32750铁素体-奥氏体双相不锈钢成形性能的影响,主要研究内容如下:（1）用Hocket-Sherby流动应力模型拟合了323K573K,0.001s-10.1s-1应变速率下退火态AZ31B镁合金电辅助拉伸的流动应力曲线,并通过建立与温度和应变速率相关的流动应力模型,外推得到了实验范围(0.001s-10.1s-1)...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 镁合金的特性和应用现状
1.2.1 镁合金的力学性能
1.2.2 镁合金的应用现状
1.2.3 镁合金的制备和成形工艺
1.3 双相不锈钢的特性和应用现状
1.4 电塑性成形的研究现状
1.4.1 电塑性对金属成形性能和组织的影响
1.4.2 电塑性的作用机理
1.4.3 电塑性在塑性成形领域的应用
1.4.4 电辅助成形的有限元模拟现状
1.4.5 电辅助成形中破裂问题的研究现状
1.5 本文研究内容和意义
第二章 AZ31 镁合金单向拉伸的流动应力模型
2.1 引言
2.2 AZ31B电辅助拉伸实验
2.2.1 473K~573K温度下AZ31B电辅助拉伸实验
2.2.2 323K~423K温度下AZ31B电辅助拉伸实验
2.3 AZ31B的电辅助拉伸流动应力模型
2.3.1 考虑温度和应变速率的常见流动应力模型
2.3.2 修正的Hocket-Sherby流动应力模型
2.4 本章小结
第三章 AZ31B电辅助拉伸的多场耦合有限元模拟
3.1 ABAQUS热-电-结构多物理场耦合模块简介
3.2 通电和等温拉伸过程的有限元分析
3.2.1 有限元建模
3.2.2 AZ31B电辅助拉伸过程中的电场和温度场
3.2.3 AZ31B电辅助拉伸和等温拉伸的变形场
3.3 本章小结
第四章 AZ31B镁合金电辅助拉伸的破裂准则研究
4.1 引言
4.2 电流对AZ31B镁合金破裂行为的影响
4.2.1 破裂判据的选择
4.2.2 AZ31B镁合金等温拉伸和电辅助拉伸破裂极限的特点
4.2.3 通电和等温拉伸中破裂行为的有限元模拟
4.2.4 分析与讨论
4.2.5 Freudenthal破裂能量C
4.3 本章小结
第五章 电流对S32750 不锈钢断裂应变的影响
5.1 引言
5.2 S32750 不锈钢电辅助单向拉伸实验
5.2.1 实验材料
5.2.2 电塑性拉伸实验
5.2.3 实验结果
5.3 分析与讨论
5.3.1 微观组织
5.3.2 层错能理论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车轻量化技术:铝/镁合金及其成型技术发展动态[J]. 付彭怀,彭立明,丁文江. 中国工程科学. 2018(01)
[2]温度及应变率对挤压态AZ31镁合金弹性模量的影响[J]. 张诗昌,刘纯,刘升,常庆明. 轻合金加工技术. 2016(04)
[3]可降解镁合金材料在医学领域的研究和应用现状[J]. 杨辉,闫景龙,姬烨,庄金鹏,井永斌. 现代生物医学进展. 2015(34)
[4]DP980高强钢板电脉冲辅助应力松弛及回弹抑制[J]. 闫磊,董湘怀,霭振球. 塑性工程学报. 2014(05)
[5]镁合金塑性变形机理研究进展[J]. 刘庆. 金属学报. 2010(11)
[6]双相不锈钢研究进展[J]. 张豪,董飞,陈继志. 材料开发与应用. 2008(02)
[7]21世纪的轻质结构材料——镁及镁合金发展[J]. 左铁镛. 新材料产业. 2007(12)
[8]双相不锈钢的研究进展及其应用[J]. 高娃,罗建民,杨建君. 兵器材料科学与工程. 2005(03)
[9]镁合金的成形技术及其应用研究[J]. 刘奎立,张治民,杨宝付. 锻压技术. 2004(05)
[10]轧制方式对AZ31镁合金薄板组织和性能的影响[J]. 张青来,卢晨,朱燕萍,丁文江,贺继泓. 中国有色金属学报. 2004(03)
博士论文
[1]脉冲电流对AZ31B镁合金板料塑性变形行为的影响及其机理研究[D]. 刘凯.上海交通大学 2018
[2]电脉冲对变形纯铝微观结构的影响及其作用机理[D]. 李威.上海交通大学 2016
[3]镁合金及先进高强钢电脉冲辅助塑性成形性能研究[D]. 解焕阳.上海交通大学 2015
[4]电脉冲对2024铝合金力学性能及微观组织影响研究[D]. 武伟超.西北工业大学 2015
[5]轻合金板材脉冲电流辅助超塑成形工艺及机理研究[D]. 李超.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3476597
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 镁合金的特性和应用现状
1.2.1 镁合金的力学性能
1.2.2 镁合金的应用现状
1.2.3 镁合金的制备和成形工艺
1.3 双相不锈钢的特性和应用现状
1.4 电塑性成形的研究现状
1.4.1 电塑性对金属成形性能和组织的影响
1.4.2 电塑性的作用机理
1.4.3 电塑性在塑性成形领域的应用
1.4.4 电辅助成形的有限元模拟现状
1.4.5 电辅助成形中破裂问题的研究现状
1.5 本文研究内容和意义
第二章 AZ31 镁合金单向拉伸的流动应力模型
2.1 引言
2.2 AZ31B电辅助拉伸实验
2.2.1 473K~573K温度下AZ31B电辅助拉伸实验
2.2.2 323K~423K温度下AZ31B电辅助拉伸实验
2.3 AZ31B的电辅助拉伸流动应力模型
2.3.1 考虑温度和应变速率的常见流动应力模型
2.3.2 修正的Hocket-Sherby流动应力模型
2.4 本章小结
第三章 AZ31B电辅助拉伸的多场耦合有限元模拟
3.1 ABAQUS热-电-结构多物理场耦合模块简介
3.2 通电和等温拉伸过程的有限元分析
3.2.1 有限元建模
3.2.2 AZ31B电辅助拉伸过程中的电场和温度场
3.2.3 AZ31B电辅助拉伸和等温拉伸的变形场
3.3 本章小结
第四章 AZ31B镁合金电辅助拉伸的破裂准则研究
4.1 引言
4.2 电流对AZ31B镁合金破裂行为的影响
4.2.1 破裂判据的选择
4.2.2 AZ31B镁合金等温拉伸和电辅助拉伸破裂极限的特点
4.2.3 通电和等温拉伸中破裂行为的有限元模拟
4.2.4 分析与讨论
4.2.5 Freudenthal破裂能量C
4.3 本章小结
第五章 电流对S32750 不锈钢断裂应变的影响
5.1 引言
5.2 S32750 不锈钢电辅助单向拉伸实验
5.2.1 实验材料
5.2.2 电塑性拉伸实验
5.2.3 实验结果
5.3 分析与讨论
5.3.1 微观组织
5.3.2 层错能理论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车轻量化技术:铝/镁合金及其成型技术发展动态[J]. 付彭怀,彭立明,丁文江. 中国工程科学. 2018(01)
[2]温度及应变率对挤压态AZ31镁合金弹性模量的影响[J]. 张诗昌,刘纯,刘升,常庆明. 轻合金加工技术. 2016(04)
[3]可降解镁合金材料在医学领域的研究和应用现状[J]. 杨辉,闫景龙,姬烨,庄金鹏,井永斌. 现代生物医学进展. 2015(34)
[4]DP980高强钢板电脉冲辅助应力松弛及回弹抑制[J]. 闫磊,董湘怀,霭振球. 塑性工程学报. 2014(05)
[5]镁合金塑性变形机理研究进展[J]. 刘庆. 金属学报. 2010(11)
[6]双相不锈钢研究进展[J]. 张豪,董飞,陈继志. 材料开发与应用. 2008(02)
[7]21世纪的轻质结构材料——镁及镁合金发展[J]. 左铁镛. 新材料产业. 2007(12)
[8]双相不锈钢的研究进展及其应用[J]. 高娃,罗建民,杨建君. 兵器材料科学与工程. 2005(03)
[9]镁合金的成形技术及其应用研究[J]. 刘奎立,张治民,杨宝付. 锻压技术. 2004(05)
[10]轧制方式对AZ31镁合金薄板组织和性能的影响[J]. 张青来,卢晨,朱燕萍,丁文江,贺继泓. 中国有色金属学报. 2004(03)
博士论文
[1]脉冲电流对AZ31B镁合金板料塑性变形行为的影响及其机理研究[D]. 刘凯.上海交通大学 2018
[2]电脉冲对变形纯铝微观结构的影响及其作用机理[D]. 李威.上海交通大学 2016
[3]镁合金及先进高强钢电脉冲辅助塑性成形性能研究[D]. 解焕阳.上海交通大学 2015
[4]电脉冲对2024铝合金力学性能及微观组织影响研究[D]. 武伟超.西北工业大学 2015
[5]轻合金板材脉冲电流辅助超塑成形工艺及机理研究[D]. 李超.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3476597
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